一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫制造技术

本发明专利技术提供了一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫，通过改进卧式迷宫的光学结构以及新增导烟通路设计，来提高检测灵敏度并减少方位角差异，提高对锂电池热失控早期产生的薄烟和挥发性有机物的检测能力；所述卧式迷宫包括外壳、发射管和接收管，所述发射管和接收管构成前向散射结构并安装在电路板上，所述发射管和接收管的主光轴均平行于电路板；所述卧式迷宫的内部设置有发射状的导烟通路，所述发射管的发光中心点到卧式迷宫中心的距离小于接收管的感光中心点到卧式迷宫中心的距离。管的感光中心点到卧式迷宫中心的距离。管的感光中心点到卧式迷宫中心的距离。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫


[0001]本专利技术涉及光电式烟雾探测器相关
，具体涉及一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫。

技术介绍

[0002]锂电池热失控如果处理不当会引起电池爆炸，造成更大的生命财产损失，因此越早检测出这些征兆将越有利于预防或减少热失控造成的损失。锂电池热失控的表现形式为烟雾、挥发性有机物(VOC，Volatile Organic Compounds)和气体(CO、H2等)在不同阶段的析出，早期阶段为稀薄烟雾和VOC的检测。
[0003]烟雾探测器是默认的检测火灾和烟雾的设备，传统的光电式烟雾探测器直接用于新能源锂电池包主要有如下的问题：当发生锂电池热失控时电池包内部会析出烟雾或者气溶胶，而且早期热失控通常析出的剂量比较小，体现在烟雾比较稀薄，伴随着热失控电极溶解会析出VOC，VOC的颗粒比较小；传统的光电式烟雾探测器实际使用时很难“捕捉”到早期热失控析出的薄烟和VOC；因此传统的迷宫设计不能满足电池包内部的使用需求。
[0004]因此当前亟需针对电池包的使用环境对迷宫结构进行优化，主要思路如下：1、以减少方位角的差异性，通过导烟叶片将稀薄烟雾搜集到烟雾散射区，这是基于烟雾传播和流体角度的机构层面的优化；2、提高检测灵敏度，即提高对薄烟和VOC的检测能力，优化光路的功率传输比，从而在同等功耗的前提下获得更高的灵敏度；3、减少探测器的体积尤其是垂直于安装平面的高度，基于卧式迷宫的改进是首选方案，光学器件的主光轴与安装平面平行的卧式迷宫的主进烟方向是沿着安装面的方向；4、迷宫设计需要满足振动场景的需求，因此导烟叶片与探测器外壳件集成而且外壳平整的方式有利于提高机构的可靠性，避免外立面的机构磕碰。

技术实现思路

[0005]为了解决上述内容中提到的问题，本专利技术提供了一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫，通过改进卧式迷宫的光学结构以及新增导烟通路设计，来提高检测灵敏度并减少方位角差异，提高对锂电池热失控早期产生的薄烟和挥发性有机物的检测能力。
[0006]其技术方案是这样的：
[0007]一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫，所述卧式迷宫包括外壳、发射管和接收管，所述发射管和接收管构成前向散射结构并安装在电路板上，所述发射管和接收管的主光轴均平行于电路板。
[0008]其特征在于：所述卧式迷宫的内部设置有发射状的导烟通路，所述发射管的发光中心点到卧式迷宫中心的距离小于接收管的感光中心点到卧式迷宫中心的距离。
[0009]进一步的，所述发射管和接收管的光路相交部分构成烟雾散射区和扩大烟雾散射区。
[0010]进一步的，所述烟雾散射区是发射管的光学角度F1和接收管的光学角度F2的边界
合围起来的散射检测区，其中心为发射管和接收管的主光轴交点o。
[0011]进一步的，所述扩大烟雾散射区与烟雾散射区的中心对齐，所述扩大烟雾散射区的半径比烟雾散射区的半径大，以满足发射管的光学角度F1边界、接收管的光学角度F2边界以及发射管和接收管的主光轴相交的九个交点J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、主光轴交点o都在扩大烟雾散射区内。
[0012]进一步的，所述扩大烟雾散射区的内部不放置机构件。
[0013]进一步的，所述外壳上设置有若干导烟孔，所述发射状的导烟通路与导烟孔相连通；所述发射状的导烟通路包括叶片结构，所述叶片结构围绕在扩大烟雾散射区外围，所述叶片结构的形状为直线或者弧线，所述叶片结构用于将从导烟孔进入的各个方向的烟雾引入烟雾散射区。
[0014]进一步的，所述叶片结构的内侧端点沿着入射光方向做切角处理，所述叶片结构正对着发射管的光路方向的尖端做倒圆处理，不小于半径0.2mm。
[0015]进一步的，所述发射管的发光中心点到卧式迷宫中心的距离小于接收管的感光中心点到卧式迷宫中心的距离，具体为：所述发射管的发光中心点到主光轴交点o的距离d1比接收管的感光中心点到主光轴交点o的距离d2短至少2mm或者比例上至少短20％。
[0016]进一步的，假设发射管的主光轴与电路板的距离为h,烟雾散射区的半径为r1，则设置发射管发出的光在烟雾散射区的近端满足关系
[0017]h>(d1
‑
r1)
×
tan(F1/2)，所述卧式迷宫内部的高度H≥2h。
[0018]进一步的，所述发射管的光学角度F1设置在
±
20
°
以内，所述接收管的光学角度F2设置在
±
20
°
以内；所述发射管的半功率角记为所述发射管旁设置有限定其光学角度F1的机构，设置所述接收管的半功率角记为所述接收管旁设置有限定其光学角度F2的机构，设置
[0019]进一步的，所述发射管、接收管以及烟雾散射区和扩大烟雾散射区构成卧式迷宫的核心部分，所述核心部分通过镜像或者旋转方式改变布局来满足具体烟雾探测器的要求。
[0020]进一步的，所述烟雾散射区对应的电路板被挖空。
[0021]进一步的，所述叶片结构与外壳为一体注塑，所述外壳的内侧面为面朝电路板的叶片结构。
[0022]本专利技术的有益效果为：
[0023]1、本专利技术通过设置烟雾散射区和扩大烟雾散射区实现了区分核心光学散射区和机构边缘，方便机构装配并避免内部光学反射。
[0024]2、本专利技术通过将发射管放置到距离烟雾检测区域中心更近的距离有助于提高灵敏度并提高对薄烟和VOC的检测能力，有助于将检测锂电池热失控事件的时间提前，这种设计有利于将尽可能多地的光功率集中于限定的烟雾检测区域且不超过扩大散射区域，因此最大限度地提高光功率传输比，即提高接收光功率与发射管光功率的比值。
[0025]3、本专利技术通过迷宫的净高度只与发射管和接收管的光学角度F1和F2、发射管和接收管的光学主轴到电路板的距离h、发射管和接收管光学部分到烟雾检测中心的距离的d1和d2有关，满足了电池包内部的空间狭窄、卧式迷宫的设计符合安装环境的需求，因此控制
了这些参数有助于设计超薄迷宫。
[0026]4、本专利技术通过发射状的导烟通路结构既有利于将烟雾导入到烟雾散射区，也方便机构设计，将叶片结构与外壳机构件一体注塑，外立面平整，这种设计既有利于导烟聚烟也有利于整体的机构强度，特别适合于震动场合。
[0027]5、本专利技术通过将烟雾散射区对应的电路板被挖空，这样既有利于避免对应区域的电路板光学反射，也有利于垂直于电路板方向的进烟；烟雾散射区对应的壳体机构也具备导烟孔，这样形成了一个前后的通气导烟口；虽然安装方式为电路板平行于安装平面，此时贴近安装平面的导烟孔被堵住，但是仍保留了垂直于模块安装方向的进烟孔。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的迷宫核心部分示意图；
[0029]图2为本专利技术的导烟通路示意图；
[0030]图3为本专利技术的叶片结构示意图；
[0031]图4为本专利技术的迷宫核心部分镜像或旋转示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫，所述卧式迷宫包括外壳、发射管和接收管，所述发射管和接收管构成前向散射结构并安装在电路板上，所述发射管和接收管的主光轴均平行于电路板；其特征在于：所述卧式迷宫的内部设置有发射状的导烟通路，所述发射管的发光中心点到卧式迷宫中心的距离小于接收管的感光中心点到卧式迷宫中心的距离。2.根据权利要求1所述的一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫，其特征在于：所述发射管和接收管的光路相交部分构成烟雾散射区和扩大烟雾散射区；所述烟雾散射区是发射管的光学角度F1和接收管的光学角度F2的边界合围起来的散射检测区，其中心为发射管和接收管的主光轴交点o；所述扩大烟雾散射区与烟雾散射区的中心对齐，所述扩大烟雾散射区的半径比烟雾散射区的半径大，以满足发射管的光学角度F1边界、接收管的光学角度F2边界以及发射管和接收管的主光轴相交的九个交点J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、主光轴交点o都在扩大烟雾散射区内；所述扩大烟雾散射区的内部不放置机构件。3.根据权利要求2所述的一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫，其特征在于：所述外壳上设置有若干导烟孔，所述发射状的导烟通路与导烟孔相连通；所述发射状的导烟通路包括叶片结构，所述叶片结构围绕在扩大烟雾散射区外围，所述叶片结构的形状为直线或者弧线，所述叶片结构用于将从导烟孔进入的各个方向的烟雾引入烟雾散射区。4.根据权利要求3所述的一种用于电池包的烟雾探测器卧式迷宫，其特征在于：所述叶片结构的内侧端点沿着入射光方向做切角处理，所述叶片结构正对着发射管的光路方...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗倩倩，
申请(专利权)人：无锡商业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：